ROBOLAB编程指南

ROBOLAB编程指南

乐高摄像头使用指南

在任一级别的ROBOLAB编程环境中都可以使用乐高摄像头。当需要使用时，可以打开一个多媒体窗口，来显示摄像头中看到的图像。在导航者级别的编程环境中，摄像头的多媒体窗口是导航者窗口的一部分。在发明家级别的编程环境中，摄像头使用一个全新的名为影像中心的独立的窗口。

影像多媒体窗口

在导航者级别中，使用摄像头来看机器人移动时碰到的事物是一件非常有趣的事情。通过一个连接在你计算机的USB接口上的摄像头，影像多媒体窗口可以让你看摄像头拍摄的图像，调整和保存需要的图像。

选择摄像头——导航者级别和发明家级别

导航者级别

每次打开影像多媒体窗口时，

ROBOLAB就会检查是否已经选择了摄像

头。如果没有选择过，就会自动打开摄像头

选择窗口。

发明家级别

在发明家级别中选择摄像头，可以使用

窗口中“Project”菜单中的“Select Camera”

功能来选择摄像头。

ROBOLAB会记住你选择的摄像头的类

型，以后每次使用摄像头的时候，

ROBOLAB都会选择这种类型的摄像头。

选择摄像头窗口的扩展选项可以让

你打开附加的设置摄像头选项，对摄像

头进行设置。

设置摄像头

点击设置摄像头按钮会打开一个窗口，让你调整你的摄像头的设置。每种摄像头的设置窗口都不相同，但是它们都有相同的特征。

暂停图像

单击这个按钮会将影像多媒体窗口中当前的图像冻结。窗口中的图像将不会继续更新，直到取消对暂停按钮的选择。

保存图像

单击这个按钮会将影像多媒体窗口中当前的图像保存下来。一个新的对话框会自动的弹出，你可以为图片命名以及选择存储位置。

图像是以BMP格式进行保存

的。保存好的图片可以在其它的地

方调用，例如ROBOLAB的研究者

级别实验报告中使用。

关于影像多媒体窗口和导航者中的ROBOLAB程序之间有一些重要的注意事项。在导航者中，程序和摄像头完全是互相独立的。导航者程序下载到RCX中时，不带有摄像机的信息。

摄像头的USB接头时连接在电脑的USB接口上的。摄像头本身可以连接在任何物体上，例如RCX上，或者固定在桌子上。由于摄像头是与电脑相连的，所以它的位置和运动都要受到它的电缆长度的限制。摄像头看到的图像通过电缆传输到导航者的窗口中。无论RCX是否运行，摄像头上看到的图象都是连续的。

关于如何在发明家级别中使用摄像头，并进行相关的编程有很多的注意事项。在发明家中，程序和摄像头可以完全互相独立运行，或者RCX可以根据摄像头看到的图像运行。如果利用摄像头的信息给RCX编写程序，RCX必须在红外发射器的范围内。

摄像头的接头必须连接在电脑的USB接口上，摄像头本身可以安装在任何地方，包括运动的机器人上面，或者固定在桌子上。由于摄像头是与电脑相连的，所以它的位置和运动都要受到它的电缆长度的限制。摄像头看到的图像通过电缆传输到影像中心的窗口中。无论RCX是否运行，摄像头上看到的图像都是不停的更新的。

发明家级别4在使用摄像头拍摄图像的同时，可以将摄像头当作一个传感器来使用。如果你是初次使用，或者需要提高你的发明家级别的编程能力，请根据这本ROBOLAB指南的介绍进行学习。

在发明家级别中使用摄像头

为了在发明家级别中使用摄像头，无论是仅

仅用摄像头看图像，还是将摄像头定义为一个传

感器进行编程，你都需要使用影像中心窗口。你

可以从“Project”菜单中选择“Vision Center”打

开影像中心。

例子——用摄像头计算小积木的数目

使用摄像有来计算一块灰色积木上的黑色小积木的数目，并且随着色子的旋转，RCX反映出来数值也要随之发生变化。

影像中心显示的是彩色的实际

的图像。图像处理采用的预先设置

的“Blobs1”的功能。在图像上的

黑点（黑色小积木）数目的值被存

储在红色容器中。容器中的数值显

示在旁边。

如果在面板上选择了容器，

那么视窗上显示的就是处理过的

图像。在这副图上有四个点可以

看见。

这里要注意的是，如果你要将摄像头当成RCX的一个传感器来使用，那么RCX必须在红外发射器的通讯范围之内。

影像中心

影像中心提供了一个窗口来观察摄像头拍到的图像，并且提供了将摄像头设置为一个传感器，为RCX提供信息的功能。影像中心有三种级别的运行模式——观察，与RCX进行低速通讯，与RCX进行高速通讯。通常影像中心窗口是处于观察状态。

通讯速度

摄像头传感器和电脑之间的通讯速度受很多因素的影响，例如摄像头传感器定义的复杂程度，电脑的速度，摄像头传感器使用的容器数目，红外发射器的通讯速度。根据你的程序在三种通讯速度选择中选择最合适的。

观察

在这个模式下运行，电脑和RCX之间没有进行

通讯。这种模式下摄像头拍摄的图像刷新速度最快。

与RCX进行低速通讯

在这种模式下运行，可以将摄像头传感器获取

的信号放在指定的容器中，传输给RCX。RCX还可

以控制电脑捕捉图像。

与RCX进行高速通讯

在这种模式下运行，可以将指定容器中数值连

续的传输给RCX。但是RCX无法捕捉图像，但是

提高了数据传输的速度。

将摄像头当成传感器使用：

图像处理

摄像头可以变成一种有趣的、独特的传感器。摄像头的图像可以通过电脑的处理，变成需要的数值，这个数值是一个单独的数字，它可以使用在很多方面。在影像中心，图像在摄像头传感器设置区进行处理。结果保存在红色、蓝色、黄色的ROBOLAB容器中。这些在电脑中确定的数值，都通过红外发射器传输到RCX中。RCX就可以在运行的程序中使用这些不断更新的数据。这样RCX就可以实时的对摄像头输入的数值做出反应。

注意：影像中心可以连续的对摄像头的图像进行处理，并时刻更新容器中的数值。信息传输给RCX的速度取决于一系列因素，包括选择的通讯速度。如果RCX与红外发射器失去了联系，它就无法收到任何的更新数据，无论这些数据传输的多么频繁。

例子——将摄像头当作传感器使用，机器人转弯并避开障碍物

使用摄像头来决定在机器人前进的路径上的哪些部分被阻挡了，并让RCX 控制机器人机动的避开这些障碍物。如果在图像处理时，假定障碍物都是黑暗的，图像处理的功能就是要寻找摄像头视野中哪里是明亮的，左边，中间，或者是右边。这些数值会作为容器的数值传输给RCX。当RCX收到新的传感器的数值，程序就会自动运行，调节方向，让机器人的头朝向亮的地方。

摄像头传感器的设置

为了将摄像头当作一个传感器来使用，你需要定义对摄像头的图像进行处理的类型。在影像中心窗口上的摄像头设置区进行选择。

观察图像

为了优化图像处理的速度和电脑与RCX通讯的速度，影像中心的观察窗口可以取消。将摄像头看到的图像从观察窗口移开，那么因为不需要对图像进行刷新，那么电脑的处理速度会加快。而图像仍然会被处理后，将结果传输给RCX。

图像处理

在影像中心有几种已经预先定义好的图像处理功能的

选项。点击图像处理菜单条，就可以选择其中的一种。从

显示的选项中选择一种你所需要的。默认的图像处理功能

选项的定义如下：

如果你已经定义了你自己的图像处理功能选项，那么

它也会显示在相同的列表中。

定义你自己的图像处理功能选项

为了给摄像头图像定义一种新的图像处理功能，你需要在图像上设置一个蔽光框。蔽光框识别图像上的特定区域，也可以定义成你所看到的全部区域。

点击影像中心上的定义传感器按钮，就可以进行新得图像处理功能的定义。

将摄像头定义成一个传感器

在定义传感器窗口中，可以为摄像头定义一种新的图像处理功能选项。图像处理可以是多样的或者具有多个步骤，每个步骤就是一个新的页面。

定义传感器窗口中有两个主要的区域。上部显示了原始的图像，处理后的图像，还有图像上体现出来的数值。下部是用来选择和定义对图像进行处理和步骤进行操作。

例子：为摄像头定义一种新的图像处理模式

识别平面上的乐高积木块

你希望移动摄像头，使乐高积木块位于摄像头视野的中央。为了做到这一点，你需要定义图像处理，使RCX可以知道它该如何移动与积木块相联系。

打开定义传感器窗口，开始为你的图

像进行一个多个步骤的图像处理模式的定

义。打开一个任意的定义传感器窗口。第

一步首先选择“Threshold”功能，创造一

个二元的（黑与白）图像。

预先设定的图像处理功能选项：

选项名称图象处理描述摄像头传感器的值

亮度(Brightness) 没有进行图像处理：

确定图像的亮度值。

亮度值储存在选定的

容器中。

暗度(Darkness) 没有进行图像处理：

确定图像的暗度值。

暗度值储存在选定的

容器中。

最亮的位置(Brightlocation) 图像的选定区域：

输出最大的亮度值和它所在的

位置（x，y坐标）。

需要使用3个容器。亮

度值存储在红色容器

中，x，y坐标值分别存

储在蓝色和黄色容器

中。

运动横坐标(MotionRow) 运动捕捉处理：

输出探测到的运动的横坐标。

横坐标值存储在选定

的容器中。

运动纵坐标(MotionColumn) 运动捕捉处理：

输出探测到的运动的纵坐标。

纵坐标值存储在选定

的容器中。

运动位置(MotionLocation) 运动捕捉处理：

输出探测到的运动的横坐标和

纵坐标。

横坐标值存储在选定

的容器中。

模糊点1 (Blobs1) 图像处理：

整个图像范围，图像反色，自

动取阀值将图像处理成二元图

像，计算面积在0~0像素之间

的所有模糊点的数目。

模糊点的数目存储在

选定的容器中。

模糊点2 (Blobs2) 图像处理：

整个图像范围，图像反色，自

动取阀值将图像处理成二元图

像，计算面积在500~1500像素

之间的所有模糊点的数目。

模糊点的数目存储在

选定的容器中。

与摄像头相关的编程图标的功能

在发明家级别4和研究者级别5中有一些新的图标，用来支持将摄像头当作传感器来使用，在ROBOLAB中给机器人编程。

等待图标：

等待摄像头传感器的数值上升

等待摄像头传感器读到的数值大于设定的比较值。默认的情况是摄像头传感器的数值是存放在红色容器中，比较值为55。

等待摄像头传感器的数值下降

等待摄像头传感器读到的数值小于设定的比较值。默认的情况是摄像头传感器的数值是存放在红色容器中，比较值为55。

编程的逻辑结构图标：

摄像头传感器分支

根据摄像头传感器的数值与比较值进行比较的结果（大于，小于，还是等于），选择不同的路径。默认的比较值是55。

当摄像头传感器的数值大于比较值就循环

开始一个循环，当存放摄像头传感器数值的容器大于比较值的时候，就不停的重复运行。默认是红色容器中的数值，比较值为1。

当摄像头传感器的数值小于比较值就循环

开始一个循环，当存放摄像头传感器数值的容器小于比较值的时候，就不停的重复运行。默认是红色容器中的数值，比较值为1。

容器图标：

摄像头传感器容器设置

将指定的数值赋予容器。默认是将数值1赋给红色容器。

RCX通讯：

捕捉一幅图像

命令摄像头捕捉一幅图像，并保存到电脑指定的文件夹中。

捕捉一幅图像并等待

命令摄像头捕捉一幅图像，并保存到电脑指定的文件夹中。并且直到图像捕捉完成才执行后面的程序。